سینڈیا نیشنل لیبارٹریز سلیکون مائیکروچپ پر چھوٹے آپٹکس کو مربوط کرتی ہے۔

سینڈیا نیشنل لیبارٹریز سلیکون مائیکرو چپس پر چھوٹے آپٹکس کو مربوط کرتی ہے! یہ نقطہ نظر سانڈیا نیشنل لیبارٹریز کو ہائی بینڈوڈتھ، تیز رفتار آپٹکس بنانے کی اجازت دیتا ہے، بشمول انڈیم فاسفائیڈ لیزرز، لیتھیم نائوبیٹ ماڈیولٹرز، جرمینیم ڈٹیکٹر، اور کم نقصان والے اکوسٹو آپٹک آئیسولیٹر - ہائی پاور آپٹیکل سسٹمز کے تمام اہم اجزاء۔
سلیکون پر لیزر بنانا ایک مشکل کارنامہ ہے جس کے بارے میں سانڈیا نیشنل لیبارٹریز کا خیال ہے کہ سیمی کنڈکٹر ٹیکنالوجی میں امریکی قیادت کو بڑھا سکتی ہے۔ مثال کے طور پر یو سی سانتا باربرا اور انٹیل سمیت دیگر اداروں یا تنظیموں نے بھی اسی طرح کے لیزر بنائے ہیں، لیکن سانڈیا نے انٹیگریبل ڈیوائسز کی کلاس کو بڑھا دیا ہے۔ پہلی بار، یہ آلات آپٹیکل سلیکون مائیکرو چپس پر مل کر کام کر سکتے ہیں، جنہیں فوٹوونک انٹیگریٹڈ سرکٹس بھی کہا جاتا ہے۔ لیزرز کو اب دوسرے چھوٹے آپٹیکل آلات کے ساتھ جوڑا جا رہا ہے تاکہ سیلف ڈرائیونگ کاروں کو زیادہ محفوظ بنایا جا سکے، ڈیٹا سینٹرز کو زیادہ موثر، بایو سینسرز زیادہ پورٹیبل، اور ریڈار اور دیگر دفاعی ٹیکنالوجیز کو زیادہ ورسٹائل بنایا جا سکے۔
تجرباتی ویفرز - سانڈیا نیشنل لیبارٹریز میں، 1،000 سے زیادہ تجرباتی لیزرز اور ایمپلیفائر تین انچ کے سونے کے چڑھائے ہوئے سلیکون ویفر کو "آرائش" کرتے ہیں۔
یہ نقطہ نظر سانڈیا نیشنل لیبارٹریز کو ہائی بینڈوڈتھ، تیز رفتار آپٹکس بنانے کی اجازت دیتا ہے، بشمول انڈیم فاسفائیڈ لیزرز، لیتھیم نائوبیٹ ماڈیولٹرز، جرمینیم ڈٹیکٹر، اور کم نقصان والے اکوسٹو آپٹک آئیسولیٹر - ہائی پاور آپٹیکل سسٹمز کے تمام اہم اجزاء۔
انٹیگریٹڈ سلکان پیداوار کے مستقبل کی طرف ایک اہم قدم ہے۔
سلیکون سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کا جاندار ہے اور کمپیوٹر چپس کی تیاری کے لیے ضروری مواد ہے۔ اپنے طور پر، تاہم، یہ لیزر بنانے کے لیے ایک ناقص مواد ہے۔ محققین کے لیے چیلنج یہ تھا کہ ایک سے زیادہ مواد سے بنے آپٹیکل اجزاء کے لیے سلیکون مائیکرو چپس پر ایک ساتھ رہنے کا طریقہ وضع کریں۔
یہ مواد صرف ایک دوسرے کے ساتھ نہیں رہ سکتے ہیں، لہذا محققین نے انہیں سلکان کے ساتھ پیچیدہ تہوں میں فیوز کیا، ایک عمل جسے متضاد انضمام بھی کہا جاتا ہے۔
سینڈیا ریسرچ ٹیم نے ہائبرڈ سلیکون ڈیوائسز بنانے کے لیے متفاوت انضمام کی تکنیکوں کا کامیابی سے مظاہرہ کیا: انڈیم فاسفائیڈ اور سلکان سے بنے ہائبرڈ لیزرز اور ایمپلیفائرز، اور لیتھیم نائوبیٹ اور سلکان سے بنے اسی طرح کے ماڈیولر، جو لیزر کے ذریعہ تیار کردہ روشنی میں معلومات کو انکوڈ کرتے ہیں۔
اس کے علاوہ، اسی پلیٹ فارم کے تحت، لیزرز اور ماڈیولٹرز کی ترقی کو برقرار رکھنے کے لیے ہائی پاور اور ہائی سپیڈ جرمینیئم ڈیٹیکٹر تیار کیے گئے ہیں۔
خصوصیت والے لیزرز-سینڈیا سائنسدان آپٹیکل ریشوں کو ایک خوردبین کے نیچے چپ پیمانے، غیر یکساں مربوط لیزرز کے ساتھ سیدھ میں کرتے ہیں۔
جبکہ سانڈیا ریسرچ ٹیم تحقیقی پیشرفت کرنے میں کامیاب ہو گئی ہے، وہ کہتے ہیں کہ انہیں صنعتی شراکت داروں کے ساتھ اپنے نقطہ نظر کو مزید بہتر کرنے کی ضرورت ہے اس سے پہلے کہ فوٹوونک چپس اسمبلی لائن سے نکلنا شروع کر دیں۔ مستقبل کی تحقیق میں، سانڈیا ریسرچ ٹیم لیزرز کو ایک ہی چپ پر دوسرے آپٹیکل اجزاء کے ساتھ جوڑنے کی امید رکھتی ہے۔
سانڈیا نیشنل لیبارٹریز کا مقصد چپ پیمانے پر لیزر بنانے میں ٹیکنالوجی کو صنعت میں ترجمہ کرنا ہے۔ ٹیم تجارتی سیمی کنڈکٹر فیبس میں استعمال ہونے والے بہت سے ایسے ہی ٹولز کا استعمال کرتی ہے، اور لیزر روشنی کی طول موج پیدا کرتے ہیں جو عام طور پر ٹیلی کمیونیکیشن انڈسٹری میں C-band اور O-band کہلاتے ہیں۔
سینڈیا ریسرچ ٹیم کا کہنا ہے کہ ایک بار جب وہ قومی لیب میں فوٹوونک پلیٹ فارم کا مظاہرہ کر لیتے ہیں، تو وہ ٹیکنالوجی کو امریکی کمپنیوں تک پہنچا سکتے ہیں، جہاں وہ بڑے پیمانے پر پیداوار کو تجارتی بنانے پر توجہ مرکوز کر سکتے ہیں۔
سینڈیا نیشنل لیبارٹریز آپٹیکل مائیکرو چپس میں بھی سرمایہ کاری کر رہی ہے کیونکہ وہ روایتی چپس سے زیادہ معلومات منتقل کرتے ہیں۔ لیکن سانڈیا ریسرچ ٹیم کا کہنا ہے کہ مینوفیکچرنگ چیلنجز ان کے وسیع پیمانے پر اپنانے کو روک رہے ہیں۔ اگرچہ یہ ٹیکنالوجی سائنسی برادری میں اچھی طرح سے مشہور ہے، لیکن الیکٹرانکس اب بھی زیادہ تر مائیکرو چپس پر حاوی ہے۔
فوٹوونک سرکٹس بنانے کے اپنے پلیٹ فارم کے ساتھ، سانڈیا نیشنل لیبارٹریز نے آنے والے برسوں تک فوٹوونکس ریسرچ اور ڈیولپمنٹ میں صنعت اور دیگر تنظیموں کی معاونت کرنے میں خود کو ایک رہنما کے طور پر کھڑا کیا ہے۔ تاہم، سانڈیا نیشنل لیبارٹریز کی تحقیق کو فی الحال CHIPS ایکٹ کے تحت فنڈ نہیں دیا گیا ہے۔ سینڈیا نیشنل لیبارٹریز چاہتی ہے کہ دوسرے ممالک نئی ٹیکنالوجیز پر تعاون کریں۔
صدر جو بائیڈن نے 2022 کے CHIPS اور سائنس ایکٹ پر دستخط کیے، یہ ایک غیر جانبدارانہ بل ہے جو سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کے لیے 52.7 بلین ڈالر کی ترغیبات فراہم کرتا ہے۔ جبکہ اس قانون سازی سے امریکی ساختہ کمپیوٹر چپس کی پیداوار میں اضافہ متوقع ہے، یہ فوٹوونک سیمی کنڈکٹرز کے لیے بھی فنڈ فراہم کرے گا۔
جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں، چپ اینڈ سائنس ایکٹ کو امریکی صنعت کے لیے گرانٹس اور سبسڈیز کی پالیسی کے طور پر خوبصورتی سے بیان کیا گیا ہے، لیکن بنیادی طور پر چین کی سیمی کنڈکٹر صنعت کی ترقی کو دباتا ہے۔ یہ بل واضح طور پر چین میں متعلقہ اداروں کو سرمایہ کاری یا جدید مینوفیکچرنگ فیب کی توسیع پر پابندی لگاتا ہے، جو چین کی سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کی ترقی میں بہت زیادہ رکاوٹ ہے، "چِپ اینڈ سائنس ایکٹ" کے ذریعے امریکی کوششیں چین کی سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کو "حاشیہ" کر دے گی۔ , بلاشبہ "قبضی سلوک"۔
چین کے اثرات پر چپ اور سائنس ایکٹ، صلاحیت کی غیر محفوظ فراہمی، صلاحیت میں توسیع میں وقفہ، ٹیکنالوجی آر اینڈ ڈی کی رکاوٹوں کے لیے قلیل مدتی قیادت۔ اور طویل مدتی تکنیکی معیار کے میدان میں چینی کاروباری اداروں کو خارج کرنے کے لئے ہے، معیار کو تیار کرنے کا موقع کھو دیا.
یہ صرف چین کے گھریلو متبادل کے عمل کی رفتار کو تیز کرے گا، چین کو چپ کی صنعت کو ترقی دینے پر مجبور کرے گا۔ چین ایک بڑے گھریلو سائیکل کو مرکزی باڈی کے طور پر دوبارہ تعمیر کر رہا ہے، گھریلو اور بین الاقوامی دوہری سائیکل باہمی طور پر نئے ترقیاتی پیٹرن کو تقویت دے رہا ہے، جو چین کی سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کی سب سے مضبوط بنیاد کا مستقبل ہوگا۔